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Advancing Fundamental Physics with the Laser Astrometric Test of Relativity

Turyshev, S.G. und Shao, M. und Nordtvedt, K.L. und Dittus, H. und Lämmerzahl, C. und Theil, S. und Salomon, C. und Reynaud, S. und Damour, T. und Johann, U. und Bouyer, P. und Touboul, P. und Foulon, B. und Bertolami, O. und Páramos, J. (2009) Advancing Fundamental Physics with the Laser Astrometric Test of Relativity. Experimental Astronomy, 27, Seiten 27-60. Springer-Science+Business Media B.V.. DOI: 10.1007/s10686-009-9170-9 ISSN 0922-6435

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Kurzfassung

The Laser Astrometric Test of Relativity (LATOR) is an experiment designed to test the metric nature of gravitation - a fundamental postulate of the Einstein´s general theory of relativity. The key element of LATOR is a geometric redundancy provided by the long-baseline optical interferometry and interplanetary laser ranging. By using a combination of independent time-series of gravitational defelction of light in the immediate proximity of the Sun, along with measurements of the Shapiro time delay on interplanetary scales (to a precision respectively better than 0.1 picoradians and 1 cm), LATOR will significantly improve our knowledge of relativistic gravity and cosmology. The primary mission objective is i) to measure the key post-Newtonian Eddington parameter gamma with accuracy of a part in 10^9, 1/2(1 - gamma) is adirect measure for presence of a new interaction in gravitational theory, and, its search, LATOR goes a factor 30,000 beyond the present best result, Cassini´s 2003 test. Other mission objectives include: ii) first measurement of gravity´s non-linear effects on light to ~ 0.01 % accuracy; including both the traditional Eddington beta parameter and also the spatial metric´s 2nd order potential contribution (never measured before); iii) direcht measurement of the solar quadrupole moment J2 (currently unavailable) to accuracy of a part in 200 of its expected size of ~ 10^-7; iv) direct measurement of the "frame dragging" effect on light due to Sun´s rotational gravitomagentic field, to 0.1 % accuracy. LATOR´s primary measurement pushes to unprecedented accuracy the search for cosmologically relevant scalar-tensor theories of gravity by looking for a remnant scalar field in today´s solar system. We discuss the science objectives of the mission, its technology, mission and optical designs, as well as expected performance of this experiment. LATOR will lead to very robust advances in the tests of fundamental physics: this mission could discover a violation or extension of general relativity and/or reveal the presence of an additional long range interaction in the physical law. There are no analogs to LATOR; it is unique and is a natrual culmination of solar system gravity experiments.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Advancing Fundamental Physics with the Laser Astrometric Test of Relativity
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID
Turyshev, S.G.Jet Propulsion Lab., Pasadena CANICHT SPEZIFIZIERT
Shao, M.Jet Propulsion Lab., Pasadena CANICHT SPEZIFIZIERT
Nordtvedt, K.L.Northwest Analysis, Bozeman MTNICHT SPEZIFIZIERT
Dittus, H.DLR Institut für Raumfahrtsysteme, BremenNICHT SPEZIFIZIERT
Lämmerzahl, C.ZARM, Univ. BremenNICHT SPEZIFIZIERT
Theil, S.DLR Instut für Raumfahrtsysteme, DLR, BremenNICHT SPEZIFIZIERT
Salomon, C.Lab. Kastler Brossel, CNRS, ParisNICHT SPEZIFIZIERT
Reynaud, S.Lab. Kastler Brossel, CNRS, ParisNICHT SPEZIFIZIERT
Damour, T.Inst. Hautes Etudes Scientifiques, Bures-sur-YvetteNICHT SPEZIFIZIERT
Johann, U.EADS Astrium, FriedrichshafenNICHT SPEZIFIZIERT
Bouyer, P.Lab CHarles Fabry, Inst d´Optique, ParisNICHT SPEZIFIZIERT
Touboul, P.ONERA, ChatillonNICHT SPEZIFIZIERT
Foulon, B.ONERA, ChatillonNICHT SPEZIFIZIERT
Bertolami, O.Inst. Sup. Técnico, Lisbon NICHT SPEZIFIZIERT
Páramos, J.Inst. Sup. Técnico, LisbonNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 Mai 2009
Erschienen in:Experimental Astronomy
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:27
DOI :10.1007/s10686-009-9170-9
Seitenbereich:Seiten 27-60
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
von Ballmoos, PeterNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer-Science+Business Media B.V.
ISSN:0922-6435
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Fundamental physics, Test of general relativivty, Scalar-tensor theories, Modified gravity, Interplanetary laser ranging, Optical interferometry, Picometer-class metrology, LATOR
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W - keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - keine Zuordnung (alt)
Standort: Berlin-Adlershof , Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme
Hinterlegt von: Dittus, Prof.Dr. Hansjörg
Hinterlegt am:11 Mär 2010 15:35
Letzte Änderung:06 Okt 2016 11:18

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